PerkinElmer, la ricerca sulle batterie è centrale per un futuro sostenibile

572 0
572 0

Il nodo delle batterie agli ioni di litio sarà cruciale nei prossimi anni. In molti fattori. Vi proponiamo l’analisi di Attilio Focarete, Managing Director di PerkinElmer Italia, Spagna e Portogallo. L’azienda è una società globale americana specialista nelle aree della diagnostica, della ricerca nelle scienze biologiche, dei test alimentari, ambientali e industriali.

Le batterie agli ioni di litio (LIB) sono entrate a far parte della nostra vita quotidiana. Oggi si trovano nei telefoni cellulari, nei computer portatili e anche nei veicoli elettrici.

Proprio quello dei veicoli elettrici (EV) rappresenta un settore in rapida crescita che contribuirà a incrementare in maniera rilevante la produzione e l’impiego delle LIB nei prossimi 10-15 anni.

Tuttavia, seppur attualmente abbiano raggiunto un livello ingegneristico avanzato, le LIB hanno una durata limitata e, una volta terminato il loro ciclo di vita, devono essere smaltite. Per questo, l’aumento del numero di veicoli elettrici in circolazione può rappresentare una minaccia ambientale. Aziende e governi stanno cercando di sviluppare metodi di riciclo che migliorino il recupero del litio (e di altri metalli, come il cobalto, il nichel e il rame) dalle batterie, per evitare il rischio che i percolati dannosi entrino nelle falde acquifere sotterranee e nei corsi d’acqua. 

È di qualche settimana fa che la Commissione per l’ambiente, la sanità pubblica e la sicurezza alimentare del Parlamento Europeo (ENVI) ha votato a favore della proposta di regolamento sulle batterie e sui rifiuti di batterie presentata a dicembre 2020 dalla Commissione europea, con l’obiettivo di ridurre gli impatti ambientali e sociali in tutte le fasi del ciclo di vita della batteria e promuovere un’economia circolare.

La ricerca sulle nuove tecnologie delle batterie – dalle materie prime al riciclo – è in continua crescita. Le batterie al litio, in particolare, sono al centro della ricerca, poiché rappresentano il componente centrale per l’espansione dell’elettromobilità. Con i crescenti requisiti analitici per la tecnologia LIB, la convalida degli standard dei componenti e dei materiali delle batterie sta diventando sempre più importante.

Per la garanzia della qualità e lo sviluppo, i laboratori che esaminano i componenti delle batterie hanno bisogno di soluzioni e servizi analitici affidabili e accurati. Le batterie, infatti, sono prodotti che devono soddisfare i più alti requisiti tecnici. Devono essere resistenti al calore e all’usura, e devono avere dimensioni ridotte. I materiali utilizzati devono essere di alta qualità e puri in modo che le batterie forniscano le migliori prestazioni possibili.

Attilio Focarete, Managing Director di PerkinElmer, Italia, Spagna e Portogallo
Attilio Focarete, Managing Director di PerkinElmer, Italia, Spagna e Portogallo

Riciclo delle batterie

Se si considera il numero di batterie per veicoli elettrici che verranno immesse sul mercato e che dovranno poi essere smaltite – secondo le stime entro il 2030 saranno 30 milioni i veicoli elettrici a emissioni zero che circoleranno sulle strade della UE – il loro riciclo e recupero diventa ancora più importante.

Anche l’UE, con il nuovo regolamento sulle batterie, attualmente in fase di aggiornamento, va verso questa direzione: recuperare i materiali presenti all’interno come litio, cobalto e nichel e recuperare la batteria nella sua interezza. In termini di peso si dovrà ottenere il 65% del totale entro il 2025 e il 70% entro il 2030. 

Attualmente siamo vicini a poter riciclare una percentuale elevata dei componenti delle batterie agli ioni di litio. Tuttavia, va considerato che quando una batteria viene riciclata, ciò avviene dopo che probabilmente è stata in funzione per diversi anni. A causa della natura in rapida evoluzione dei materiali catodici in particolare, può accadere che il materiale attivo non possieda più i requisiti di prestazione per le applicazioni moderne. 

L’analisi è indispensabile in tutta la catena del valore: dall’estrazione delle materie prime all’assemblaggio e al riciclaggio delle batterie. Il rilevamento e la caratterizzazione delle impurità – anche le più piccole – è essenziale e una delle sfide principali. 

I laboratori utilizzano metodi analitici altamente sensibili per rintracciarle, come l’ICP-MS (spettrometria di massa a plasma accoppiato induttivamente). L’analisi elementare e i metodi di caratterizzazione dei materiali come l’analisi termica, l’analisi dei gas e le tecniche di accoppiamento, sono utilizzati nell’esame delle materie prime e nell’analisi dei materiali riciclati. Per l’analisi elementare vengono spesso utilizzate la spettroscopia a emissione ottica (ICP-OES) e l’ICP-MS, entrambi altamente sensibili. I metodi basati sul plasma accoppiato induttivamente (ICP) determinano tutti gli elementi che sono importanti per le fasi successive del lavoro e rilevano anche eventuali impurità residue nei materiali.

L’importanza dell’analisi chimica

In questo contesto, PerkinElmer collabora con i produttori di batterie, le aziende che progettano e producono veicoli elettrici e i laboratori di materiali per aiutarli a soddisfare la crescente domanda di migliori tecnologie nel campo delle batterie.

L’analisi chimica e dei materiali dei componenti delle batterie è importante in tutta la catena del valore, dall’estrazione delle materie prime al riciclaggio efficiente ed ecologico. Come membro della European Battery Alliance (EBA), una rete di stakeholder lungo l’intera catena del valore delle batterie, PerkinElmer sta anche contribuendo a guidare la crescita del settore e a creare un’industria delle batterie sostenibile e competitiva in Europa entro il 2025.PerkinElmer

Ultima modifica: 25 marzo 2022